脑-机接口(Brain computer interface，BCI)是一种全新的人机交互技术，它不依赖于人体正常的外周神经及肌肉组织，直接在人脑与外部环境之间建立起一条通信渠道。基于运动想象的脑-机接口系统使用自发脑电作为控制信号，无需外界刺激设备，在辅助控制与神经康复领域有着巨大的应用价值。目前对运动想象脑-机接口的研究工作处于由实验阶段向商用阶段转型的关键时期，系统在分类准确率、信号处理速率、用户友好度及临床普及率上仍然存在着许多不足之处。　　本文在充分了解国内外相关研究的基础上，对运动想象脑-机接口进行了算法优化、范式设计、临床应用及性能分析等方面的研究，并取得了一定成果。本文的主要工作有以下几个方面:　　(1)针对运动想象脑电信号分类准确率较低的问题，提出了基于改进的顺序浮动前向搜索(Sequential floating forward selection，SFFS)的导联选择算法。根据导联在大脑皮层的分布情况，把邻近的导联合并为同一个特征进行选择，将传统SFFS算法的搜索过程从“单进单出”优化为“多进单出”，改进后的算法能在更短时间内完成导联选取。此外，本文还对最优导联进行了空间分布研究，验证了算法的有效性。　　(2)针对用户运动想象任务执行效果差、准确率低的问题，提出了基于汉字书写的运动想象范式。该范式克服了传统范式仪提示想象对象（左手或右手），不提示想象内容的缺陷，将书写汉字作为具体的想象内容，引导被试更有效率地完成想象任务。研究基于视觉与听觉提示展开，对被试的脑电信号进行了采集与分析。与传统范式相比，基于汉字书写的范式能有效引导被试调节脑电节律，提高两类运动想象的分类准确率。　　(3)脑卒中后遗症期患者的上肢功能恢复速度慢，恢复难度大，是神经康复领域的研究难点。本文将运动想象脑-机接口应用到脑卒中后遗症期患者的康复治疗中，对康复机制与康复效果进行了初步研究。本文采用虚拟肢体与功能性电刺激相结合的双反馈形式对八名患者进行了为期四周的康复治疗。结果显示，半数患者的运动功能得到了不同程度恢复，恢复效果优于常规康复手段。本文展示了脑卒中后遗症期患者的神经康复机制，证实了基于双反馈形式的运动想象脑-机接口系统具有一定的临床应用价值。　　(4)针对脑-机接口潜在用户缺少产品选择依据的问题，本文对基于运动想象、基于听觉ERP和基于触觉ERP的脑-机接口系统进行了研究，并总结了各系统的优劣。本文构建了三种脑-机接口离线系统，根据十名被试对三种系统的使用情况，对系统的准确率，信息传输率和用户友好度进行了分析。结果表明，基于触觉ERP的脑-机接口系统拥有更高的信息传输率，而基于运动想象的脑-机接口系统在用户喜好度上获得了更高的评价。研究结果可为视力存在障碍的用户在选择脑-机接口产品时提供理论与实验依据。